并网光伏发电工程规划及建设方案分析和讨论

陈景宜

摘要：近几年来，新能源技术已经从概念逐步走向实际应用，其中并网光伏发电技术取得了较大进展，无论从设计方案还是建设方案都形成了较为完备的规则和标准，但也仍然存在一些制约因素和问题本文从光伏发电并网系统的设计方案和建设方案入手，分析规划建设过程中的技术要点，并对该系统在实际应用过程中存在的问题提出相应的措施，旨在提升光伏发电并网系統的实用性。

关键词：并网光伏发电;规划;建设

面对化石燃料逐渐枯竭和人类生态环境日益恶化的今天，与公用电网并网运行的太阳能光伏发电系统已显示出越来越大的优势，其中光伏发电并网技术已成为目前应用较为广泛的新能源应用技术，因此光伏系统并网技术的设计、建设、以及光伏系统并网技术面临的问题也应引起我们的注意。

1.  光伏并网系统设计方案技术要点

1.1     子系统

光伏发电系统，主要是由光伏模块的子系统以及逆变器并网系统等组成，其中子系统是相对比较独立的系统，可以通过并网逆变器将三相交流电连接到升压的变压器当中，最终连接电网。

1.2     主要设备选型

想要保证单位造价最低化，首先要保证逆变器的容量最大化。分析从前的工作经验可以发现，容量越大，发生故障的时候，对系统造成的冲击就越大。所以在进行并网逆变器选择的时候，不仅要考虑到光伏系统实际应用情况，更要判断出哪种容量的逆变器更适合，因为并网型的逆变器必须具备过频率保护、逆向功率保护等方面的功能。光伏电池组件可以使用直流配电來检测逆变器，保证每一个电池当中电流的稳定性，并且可以将相关数据传输给控制器，保证系统安全运行，而且使用该方法还可以将并网逆变器转化为独立行使的并网。

1.3     升压系统

大部分并网逆变器所产生的交流电都需要通过升压入网，而且光伏发电系统自身可以产出的电量也影响着升压变压器的额定容量，所以尽量选择箱型的千式变压器。可以对升压变电站进行分层布置，上层作为逆变室使用，下层作为配电室使用。其中高低压进线柜的选择，高压选择中置式的接线柜，低压则选择抽出式的开关柜。还需要配备计算机来保证对系统进行监督，通过计算机来监控变压器两端的电压以及线圈的温度，而且可以使用该系统让逆变器在内部控制器当中实现同时运行。可以使用群控器对多数逆变器进行控制，不仅可以降低逆变器的损耗，同时还可以提升逆变器的实际使用寿命。

2.  光伏并网系统建设过程关键环节

2.1     施工前的准备

根据现场勘查，我们已经根据上述设计方案中的技术要点进行了方案设计。按照设计方案，施工前应做好技术交底，确保设计方案的可行性，若存在问题应及时进行变更。停电接入当天，应做好安全防护措施，相关停电客户应提前通知到位，涉及安全及投诉的问题应周全考虑，尽量减少停电施工过程的影响。同时，开工资料、施工方案、启动方案等资料应提前准备好，确保在资料层面上也是完备的。综上所述，施工前的准备应是现场施工问题及内部系统流程的充分准备。

2.2     光伏并网系统建设工序

2.2.1  土建部分

土建施工过程中，工作人员必须严格按照施工图纸的要求对光伏阵列做出合理布置。安装光伏阵列之前，应该按设计方案制作钢筋混凝土预埋件，涂抹专业防腐材料，并将其和支架槽钢可靠连接在一起。支架应具有一定的稳定性，保证其不易发生变形。其次要进行支架安装，光伏组件支架的质量应该满足整个工程的建设要求，必须具有抵抗恶劣环境的性能。相關工作人员应将该支架安装在精确的位置上，确保它与预埋件稳固地连接在一起。并将该支架和接地系统稳定地连接起来。在进行安装时一定要严格按照设计图纸进行施工，组件的安装表面应该保持平整，安装孔位、孔径应与组件要求一致。

2.2.2  电气部分

停电接入当天，土建部分应已完成施工并已通过中间验收，方可进行电气施工。光伏并网系统所需电缆应满足最大发电功率对应电流要求，规格型号应满足施工要求，如埋地应采用铠装电缆。电缆头的安装应严格按照施工工序，确保不跑电不漏电。施工结束后，建设单位应严格按照有关标准进行竣工验收，对遗留问题应立即整改。若竣工验收顺利通过，应严格按照施工（启动）方案将设备投入运行，原则上应试运行24小时，无问题则工程完工，顺利投产。

3.  光伏发电并网系统存在问题及解决措施

3.1     孤岛效应

如果光伏系统出现任何的故障，导致系统停止工作，用户端附近光伏并网系统就会出现自给自足的孤岛，这一电力孤岛会给相关检测人员带来巨大的危险，这一效应就是我们通常所说的孤岛效应。孤岛效应会从根本上影响到电网的正常运行，为了减少这一情况发生的概率，必须要进行防孤岛保护。目前我国常用的保护方式主要分为主动保护与被动保护，这两种保护方法各有优点和缺点，但是每一个光伏系统当中都必须要设置防孤岛效应保护措施，当电网出现失压时，防孤岛设施必须要在2秒的时间内启动，断开该端口和总电网直接的连接，保证整体的安全性。

3.2     谐波污染

在进行光伏并网的时候，会使用到许多不同种类的电子设备，其中比较重要的就是逆变器，会产生比较多的谐波，所以必须保证所注入的谐波满足相关规定的最低标准。可以使用PWM对其进行控制，从电压的外环以及电流内环双方面入手，组成相应的控制系统，从根本上解决谐波污染的问题，而且可以经常对其进行检查，如果出现问题可以对其进行补偿。

3.3     无功补偿

光伏并网逆变器在使用过程当中必然会出现一些无功消耗的情况，所以必须要通过一些设备保证这部分装置可以妥善的进行无功调节，通过无功调节这一方式保证高压侧母线的电压始终都在比较合理的范围之内。对功率因数大于0.98的这一部分光伏并网系统来说，需要格外注意无功补偿问题，通过高效的无功补偿实现分层区分。并且保证系统的就地平衡，通过该方式减少光伏发电或者是接入的时候，对系统电压产生的影响。使用该方式进行调节，可以从根本上减少线损，从而保证逆变器正常运转。比如光伏发电系统使用10kV的电压接入到系统当中，那么10kV的电压功率因数应该在0.85-0.98这一数值之间，我们可以使用常规装机容

量总量的6成对无功补偿装置进行配置，想要对无功电流进行补偿，我们可以使用瞬时无功功率理论配合无功电流对其进行检测，这种检测方式可以与谐波电流电测法搭配使用，这两种方法检测出来的数值即为补偿电流的实际参考值，并且可以对补偿电流以及谐波进行控制。

【结束语】并网光伏发电系统前景广阔，但部分问题仍需进一步解决。本文通过对并网光伏发电设计方案技术要点、建设过程及现存问题的探讨，建议对于发电侧并网系统采用上网电压作为划分析准，针对并网光伏发电对传统电网产生的问题，提出平衡设备的技术优化及智能电网技术在未来，相信光伏发电能够将国家激励政策与市场调节有机结合，凸显上网电价的优势，为电力网络的应用打造一个新的品牌，为社会提供便捷有效的服务。

参考文献：

[1] 安文静.我国光伏产业扶贫机制与模式研究[D].山西财经大学，2018.

[2] 周顺康.风光发电参与电网频率调节的主动功率控制策略研究[D].东北电力大学，2018.